高中物理-2 热和内能教学设计学情分析教材分析课后反思

热和内能教学设计一、教学目标1．了解热传递的三种方式。2．知道热传递是改变系统内能的一种方式。3．能区分热量与内能的概念。4．知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的5.能举例说明热传递能够改变系统内能6.了解感受能量的转移，增强我们学习物理、探索自然的兴趣。二、教学重点难点重点：热传递对内能的改变。难点：热量与内能的区别三、教学方法自主学习、讨论、讲解四、课前准备铁丝、布、酒精灯五、课时安排1课时六、教学过程（一）预习检查、总结疑惑基础知识提问：1、焦耳的两个实验说明了什么？2、什么是内能？内能于什么有关？（二）情景引入、展示目标想一想，使一段铁丝的温度升高有哪些方法？回答：将铁丝来回多次弯折，用布摩擦，将铁丝放在火上烧，与高温物体接触……教师：可以通过做功改变物体内能，今天我们来学习改变物体内能的另一种方式——热传递。（三）合作探究、精讲点播教师：引导学生阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。（1）什么是热传递？（2）热传递有几种方式？举例说明。（3）热传递过程的实质是什么？1．热传递（1）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。（2）热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。（3）热传递的实质：能量的转移①热传导：不借助于物质的宏观移动，而靠分子、原子等粒子的热运动，使能量由高温物体（或物体的高温部分）向低温物体（或物体的低温部分）传递的过程，这种过程在气体、液体和固体中都能发生。2．热和内能对于一个热力学系统，单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量等于外界对系统传递的热量q，即。引导学生阅读教材63页有关内容，思考并回答问题。（1）怎样理解热量？能否说某一物体具有多少热量？为什么？（2）传递的热量与内能改变满足什么关系?（3）做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递在改变内能，有何不同？回答：（1）热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中，说热量才有意义。所以，不能说物体含有多少热量。（2）传递的热量与内能改变的关系①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。即δu=q吸②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。即q放=-δu（3）热传递，是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分，或从一个物体传递给另一物体。做功，是物体的内能与其他形式能量的转化。如内能与机械能、内能与电能等发生转化。典例例题例1如果铁丝的温度升高了，则（）a.铁丝一定吸收了热量b.铁丝一定放出了热量友情提示：铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能，因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。例2下列关于热量的说法，正确的是（）a.温度高的物体含有的热量多b.内能多的物体含有的热量多d.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量友情提示：注意区分状态量与过程量的不同特点课后练习1、（1）内能增加（2）内能减少课后练习2、铅的比热是0.13×103j/kg℃设增加的内能为δuδek=mv2-0①①②联立并代入数值得：δt=123℃（四）反思总结、当堂检测（五）发导学案、布置作业七、板书设计1．热传递（1）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。（2）热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。（3）热传递的实质：能量的转移2．热和内能（1）热量表征物体间内能转移的多少。只有在改变物体内能的过程中，说热量才有意义。所以，不能说物体含有多少热量。（2）传递的热量与内能改变的关系δu=q①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。（3）热传递，是物体间内能的转移。即内能从物体的一部分传到另一部分，或从一个物体传递给另一物体。做功，是物体的内能与其他形式能量的转化。第2节热和内能学案课前预习学案一、预习目标1．了解热传递的三种方式。2．知道热传递是改变系统内能的一种方式。二、预习内容引入：想一想，使一段铁丝的温度升高有哪些方法？1、阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。（1）什么是热传递？（2）热传递有几种方式？举例说明。（3）热传递过程的实质是什么？2、学生阅读教材63页有关内容，思考并回答问题。（1）怎样理解热量？能否说某一物体具有多少热量？为什么？（2）传递的热量与内能改变满足什么关系?三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、能区分热量与内能的概念。2、知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的二、学习过程1、做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递在改变内能，有何不同？2、例1如果铁丝的温度升高了，则（）a.铁丝一定吸收了热量b.铁丝一定放出了热量2下列关于热量的说法，正确的是（）a.温度高的物体含有的热量多b.内能多的物体含有的热量多d.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量热和内能学情分析本节内容稍简单，易于学生接受。热和内能效果分析本节课通过大量的实验进行了激情讲解，学生的学习效果非常高涨，激发了学生学习物理的积极性，并且与科技前沿相结合，具有一定的前瞻性。热和内能教材分析本节讲述另一类热力学过程——热传递过程以及热传递与改变内能的关系。首先介绍热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。进而分析系统在单纯的热传递过程中系统内能的变化，自然引出热量与系统内能概念的区别与联系，最后研究做功与热传递在改变系统内能上的异同。热和内能目标导航1．知道热传递的三种方式。2．理解热传递是改变系统内能的一种方式。3．知道传递的热量与内能变化的关系。4．知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。诱思导学1．热传递①热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。②热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。2．热传递的实质：热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。3．传递的热量与内能改变的关系①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。即ΔU=Q吸②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。即Q放=-ΔU4．热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。5．改变系统内能的两种方式：做功和热传递。做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的。做功是系统内能与其它形式的能之间发生转化，而热传递只是不同物体（或物体不同部分）之间内能的转移。典例探究例1如果铁丝的温度升高了，则（）A.铁丝一定吸收了热量B.铁丝一定放出了热量C.外界可能对铁丝做功D.外界一定对铁丝做功解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。答案：C友情提示：铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能，因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。例2下列关于热量的说法，正确的是（）A.温度高的物体含有的热量多B.内能多的物体含有的热量多C.热量、功和内能的单位相同D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C、D答案：C、D友情提示：注意区分状态量与过程量的不同特点例3有一个10m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，g取10m/s2.解：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能水吸收热量与温度变化满足关系由题意知，有10%的动能转化为水的内能，所以代入数据得：℃友情提示：搞清能量转化的物理情景及转化过程中的数量关系，从而由能量守恒定律来列方程求解。课后问题与练习点击1．解：（1）内能增加（2）内能减少2．解：设增加的内能为ΔE由能量守恒定律有：ΔE＝ΔEk=mv2-0①ΔE＝cmΔt②①②联立并代入数值得：Δt=123℃基础训练1．下面关于机械能和内能的说法正确的是()A.机械能大的物体，内能一定也大B.物体做加速运动时，速度越大，物体内部分子平均动能一定增大C.物体降温时，其机械能一定减少D.摩擦生热是机械能向内能的转化2．下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的（）A.打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加B.夏天喝冰镇汽水来解暑C.冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来D.太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高3．做功和热传递是等效的，这里指的是（）A.它们能使物体改变相同的温度B.它们能使物体增加相同的热量C.它们能使物体改变相同的内能D.它们本质上是相同的4．关于物体的内能，以下说法正确的是（）A.物体的内能是由物体的状态（温度和体积）决定的B.物体的内能就是物体里所有分子的动能的总和C.物体内能的大小可以用物体吸热和放热的多少来量度D.做功和热传递，对改变物体的内能是等效的5．对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（）A.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B.热量和功二者可作为物体内能的量度C.热量、功和内能的国际单位都相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的多维链接1．热传递的三种形式：①热传导：不借助于物质的宏观移动，而靠分子、原子等粒子的热运动，使能量由高温物体（或物体的高温部分）向低温物体（或物体的低温部分）传递的过程，这种过程在气体、液体和固体中都能发生。②热对流：流体依靠宏观流动而实现热传递的过程，在对流过程中伴随着大量分子的定向运动。热对流又分自然对流和强迫对流。自然对流——当流体内部存在温度梯度，进而出现密度梯度时，高温处流体的密度—般小于低温处（水在0～4oC时的反常膨胀现象除外），这时如果流体的密度由小到大对应空间位置的由低到高，在重力作用下，流体便开始作宏观的定向流动，密度小处温度较高的流体向上运动，而温度低处密度较大的流体填充过来，行成了流体的对流，从而使能量从高温处向低温处传递。强迫对流——靠外来的作用使流体在高温处与低温处之间作循环流动而传递热量的过程，例如制冷系统内工作物质的循环流动就是靠压缩机的工作强迫实现的。③热辐射：不依赖于物质的接触而由热源自身的温度作用借助电磁波传递能量的方式。温度的高低决定着辐射的强弱。温度较低时，主要以不可见的红外线进行辐射，温度较高时，热辐射最强的成分在可见光区。如太阳就是通过热辐射的形式将热经宇宙空间传给地球的。2．正确理解物体的内能物体内所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。①从微观角度看，由于分子的平均动能与分子热运动的激烈程度有关，分子势能与分子距离有关，所以物体的内能与分子热运动的激烈程度和距离有关；需要注意的是：物体的内能不是指单个分子的动能和势能之和，因此物体的内能还与物体内的分子数有关，分子数目越多，物体的内能越大。②从宏观角度看，由于分子的平均动能与温度有关，分子势能与物体的体积有关，所以物体的内能与物体的温度和体积有关，另外，物体内的分子数取决于物质的摩尔数，所以物体的内能还跟摩尔数有关。③内能与机械能的区别：内能与机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体的形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。一个静止在地面上的物体，如果以地面为零势能面，那么物体的机械能为零，但是这个物体内的分子却始终处在永不停息的热运动中，所以它的内能绝不为零，内能和机械能在一定的条件下可以相互转化。3．热量、功和内能之间的关系内能是由系统的状态决定的。状态确定了，系统的内能也随之确定，要使内能改变，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成，功和热量都是过程量，两者对改变系统的内能是等效的，但做功是其它形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量度，热传递是内能的转移；热量是内能转移的量度；有过程(做功或热传递)，才有变化(内能改变)，离开过程，功和热量将毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“功”和“热量”。因此不能说物体中含有“多少热量”或“